卫星从近点向远点绕地球运行时动能和势能是如何转化的？

卫星绕地球运行的过程中动能和势能的变化如下： 1. **动能变化：** - 在近地点（椭圆轨道上离地球最近的点），卫星的运行速度最大，因此动能最大。 - 在远地点（椭圆轨道上离地球最远的点），卫星的运行速度最小，因此动能最小。 2. **势能变化：** - 势能与卫星离地球中心的距离成正比，选用引力场势能公式：\[ U = -\frac{GMm}{r} \]，其中\(U\)是势能，\(G\)是万有引力常数，\(M\)是地球质量，\(m\)是卫星质量，\(r\)是卫星到地球中心的距离。由公式可见，距离越远势能越高（数值上越来越大）。 - 因此，在近地点卫星的势能较低，而在远地点卫星的势能较高。 3. **动能和势能的转化：** - 当卫星从近地点向远地点运动时，其速度逐渐降低，即动能逐渐减少；同时其距离地心越来越远，势能逐渐增加。 - 动能在减小时，这一部分能量转化为势能储存起来。 - 转化的总体能量保持不变，取决于系统的总机械能（动能+势能）守恒。 这是一个动能转换为势能的过程，实际上是卫星因地球的引力作用做圆周运动的状态，且受母星的引力影响大。此过程不涉及能量的损失（理想情况下不考虑大气阻力、太阳辐射压等微小因素），所以我们知道整个系统中的总机能不能变化，只是动能和势能之间发生了转换。